使用臭氧与吸附剂和／或颗粒过滤器净化流体制造技术

本发明专利技术涉及一种净化含污染物的流体（如空气或水）的系统和方法（６０），所述系统和方法包括用捕获设备如吸附剂和／或颗粒过滤器从所述流体（７０）移除污染物。所述污染物可包括挥发性有机化合物（ＶＯＣｓ）和微生物。所述方法（６０）还包括用臭氧发生设备（６２）生成臭氧分子。使用臭氧分解设备将至少部分所述臭氧分子分解为氧气和氧自由基（６８）。被捕获的污染物（ＶＯＣｓ和微生物）与所述氧自由基和臭氧分子反应而使所述污染物（７２）变性，从而使其比所述流体中的原始污染物较不有害。有时，所述污染物可被还原为二氧化碳和水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用臭氧与吸附剂和/或颗粒过滤器净化流体
技术介绍
本专利技术涉及一种流体净化方法和系统。更具体而言，本专利技术涉及一种使用臭氧与 吸附剂和/颗粒过滤器的组合从空气或水中移除污染物的净化方法和系统。 生成臭氧的空气净化系统已被用来净化封闭空间内的被污染空气。由于高浓度的 臭氧是危险的，故这些空气净化系统可能需要臭氧缓解(ozone mitigating)部件如吸附剂 来捕获下游臭氧及防止臭氧行进到居处空间。但随着时间的推移，吸附剂可能变饱和而不 再有效地从空气流中移除臭氧。此时可能就需要更换吸附剂。 吸附剂也可用在净化系统内来捕获污染物如挥发性有机化合物(VOCs)，从而从流 体流中移除该污染物。同样可使用颗粒过滤器来捕获大尺寸污染物如微生物。如上所述， 吸附剂及颗粒过滤器的功能寿命可能有限，故净化系统可能需要频繁地更换吸附剂或颗粒 过滤器。 需要具有改进的从空气流中移除污染物的能力的空气净化系统和方法。 专利技术概述 本公开涉及一种净化含污染物如挥发性有机化合物(VOCs)和微生物的流体流的 系统和方法。所述污染物用捕获设备如使微生物定域(localize)的吸附剂和/或颗粒过 滤器从流体流中移除。臭氧分子被引入流体流中并使用臭氧分解设备来将至少部分臭氧分 子分解为氧气和氧自由基。被捕获的污染物与氧自由基和臭氧分子反应而使污染物变性。 污染物被变性为较不有害的分子，在一些实施方案中，污染物被还原成二氧化碳和水。所述 净化方法可在连续工艺中完成，在所述连续工艺中，污染物被捕获而从流体流中移除，而臭 氧分子同时被引入到流体流中。在替代的实施方案中，所述净化方法可以两阶段工艺完成， 所述两阶段工艺包括从流体中移除污染物的吸附阶段和用臭氧和氧自由基反复攻击吸附 态污染物的再生阶段。 附图简述 附图说明图1为一种空气处理系统的示意图，其在空气处理系统的管道内含净化系统。 图2为图1的空气处理系统的示意图，其含图1的净化系统的替代或附加位置。 图3为净化系统的替代设计的示意图，其中所述系统位于管道旁路中。 图4为框图，示出了流体流的净化方法。 图5为一种净化系统的示意图，所述净化系统含臭氧发生设备、臭氧分解设备和 吸附剂。 图6-9为图5的净化系统的替代实施方案的示意图。 图10和11为净化系统的其他实施方案的示意图，其分两阶段运行并含再生室。 专利技术详述 本文中描述了一种使用臭氧与吸附剂和/或颗粒过滤器的组合净化含污染物的 流体流的系统和方法。所述流体可为空气或水。所述污染物可包括挥发性有机化合物 (V0Cs)和微生物。臭氧分子被引入流体流中以攻击污染物。部分臭氧分子被分解形成氧自 由基，氧自由基对于攻击污染物特别有效。但氧自由基的寿命比臭氧分子短。使用吸附剂从流体中移除VOCs并使VOCs定域，以便氧自由基以及臭氧分子接触并攻击VOCs的概率增 大。除吸附剂外或作为吸附剂的替代方案，可使用颗粒过滤器来移除和定域微生物，以便微 生物可与臭氧分子和氧自由基反应。在一些实施方案中，可使用单个设备来从流体中捕获 VOCs和微生物。 该净化系统和方法可被结合到建筑物的空气处理系统中。图1为空间12的加热、 通风和空调(HVAC)系统10的示意图。空间12可为任何类型的建筑物(例如医院)的内 部或建筑物的封闭部分。在其他实施方案中，空间12可为车辆或别的类型的运输设备如陆 地车辆、飞行器、航天器或船内的封闭空间。系统10含空气净化系统50及管道18和20。 空气净化系统50含臭氧发生设备14、空气处理单元(AHU) 16、电源22、传感器24和流率控 制器26。空气处理单元16可用来加热和/或冷却空间12。应认识，空气处理单元16在空 气净化系统50中不是必需的。在一些实施方案中，系统50中可省去空气处理单元16 ;在 其他实施方案中，空气处理单元16可位于空气净化系统50的下游或上游。在图l所示实 施方案中，臭氧发生设备14为非热等离子体(NTP)设备。应认识，可用设计以产生臭氧的 其他设备代替非热等离子体设备。NTP设备14与电源22相连，电源22向NTP设备14传递 电能。 如图1中所示，外部空气27进入管道18并流经空气净化系统50(包括流经NTP 设备14并随后流经AHU 16)。经调节的空气28然后通过供给管道18行进到空间12。返 回管道20从空间12移除空气29，此处，空气29的第一部分29a再循环通过系统10而空气 29的第二部分29b从系统10排出。再循环的空气29a流经NTP设备14并回归空间12。或 者，可使用为AHU 16的一部分的鼓风机来使空气进入NTP设备14中并然后流经AHU 16。 非热等离子体(NTP)设备14用来产生短寿命和长寿命活性物类的等离子体，所述 等离子体可与挥发性有机化合物(VOCs)及其他污染物反应而从空气中移除污染物。所述 等离子体也产生臭氧，臭氧很适合攻击VOCs及其他污染物。如图1中所示，设备14布置在 空气处理单元16上游并用来净化空气流，所述空气流包括外部空气27和再循环空气29a。 传感器24可布置在HVAC系统10内的各种位置处并可用来测定空气中各种组分 的浓度。例如，传感器24可位于图1的空间12内以测定和监控空间12内的污染物水平。 也可在NTP设备14上游布置测定VOC水平的传感器以监控进入系统10的空气27中的VOC 水平和/或再循环空气29a中的VOC水平。此外，传感器可位于NTP设备14下游供给管道 18内以监控NTP设备14从空气中移除污染物的有效性。传感器24也可包括系统10内各 种位置处测定空气中微生物浓度的传感器。 除监控V0Cs和微生物的传感器外，传感器24也可包括监控臭氧水平的传感器。例 如，如果在NTP设备14的使用过程中空间12有人居处，则在空间12中安放臭氧传感器来 监控和确保空气流28中的臭氧水平处于或低于人可接受的水平将是重要的。在这种情况 下，靠近供给管道18的出口安装臭氧传感器可能是适宜的。来自传感器24的输入因此可 包括来自图1的HVAC系统10内任何可能位置处多个传感器的数据。 空气净化系统50净化空气的能力部分取决于控制电源22供给NTP设备14的能 量以及控制流经NTP设备14的空气流的流率(如图1中流率控制器26所代表)。提高电 源22对NTP设备14的供给将使NTP设备14产生更多臭氧。更多的臭氧将提高系统50从 空气中移除污染物的有效性。如果需要较少臭氧，则电源22将减少供给NTP设备14的电6 流率控制器26构造成控制离开NTP设备14的空气流中臭氧的浓度。在恒定的功 率设置下，减小流经NTP设备14的空气的流率将导致离开等离子体60的空气流中臭氧浓 度的增高。增高的臭氧浓度将导致更高的空气流净化水平。电源22和/或流率控制器26 根据来自传感器24的数据加以调节。如上面所说明的，来自传感器24的数据可包括但不 限于系统10内各点处的臭氧浓度和/或VOC浓度。 图2为图1的空气处理系统10的示意图，示出了臭氧发生设备的替代或附加位 置。如图2中所示，系统10含NTP设备30、32、34和36，其各自可含与电源22相似的电源 (未示出)。或者，电源22也可用来向超过一个NTP设备递送电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化含污染物的流体的方法，所述方法包括：　　ａ）从所述流体捕获所述污染物以定域所述污染物；　　ｂ）用臭氧发生设备生成臭氧分子；　　ｃ）将部分所述臭氧分子分解为氧气和氧自由基；和　　ｄ）使所述被捕获的污染物与所述氧自由基和臭氧分子反应以使所述污染物变性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：TN奥比，SO海，SD布兰德斯，TH范德斯普尔特，WR施米德特，NO莱姆科夫，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]